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柴油乳化剂和乳化柴油

申请号 CN02111285.1 申请日 2002-04-08 公开(公告)号 CN1160147C 公开(公告)日 2004-08-04
申请人 顾全生; 胡晶; 发明人 顾全生; 胡晶;
摘要 一种柴油乳化剂,包含十二烷基苯磺酸盐和失水山梨醇酯,其特征在于:还具有水溶性金属盐,它们的重量百分组成如下:十二烷基苯磺酸盐10~16%、失水山梨醇酯70~85%、水溶性金属盐5~14%;和一种由该柴油乳化剂调制的乳化柴油,其各组成的重量百分比为:水≥20%、乳化剂0.8~1.5%、柴油余量。本发明解决乳化柴油在含水量不低于20%时,仍具有相当于纯柴油85%的热值的技术问题。
权利要求

1.一种柴油乳化剂,包含十二烷基苯磺酸盐和失水山梨醇酯,其特征在于:还具有水溶性金属盐,它们的重量百分组成如下:十二烷基苯磺酸盐    10~16%失水山梨醇酯        70~85%水溶性金属盐        5~14%

2.根据权利要求1所述的柴油乳化剂,其特征在于:该水溶性金属盐为金属的硫酸盐:硫酸亚铁、硫酸铝、硫酸钴、硫酸钾、硫酸镍或硫酸铜。

3.根据权利要求1所述的柴油乳化剂,其特征在于:该水溶性金属盐为金属的硝酸盐:硝酸铁、硝酸铝、硝酸钴、亚硝酸钙、硝酸钙、硝酸锂、亚硝酸钠、硝酸钠、硝酸钾、硝酸镍或硝酸镁。

4.根据权利要求1所述的柴油乳化剂,其特征在于:该水溶性金属盐为金属的醋酸盐:醋酸镍或醋酸钡。

5.根据权利要求1所述的柴油乳化剂,其特征在于:该水溶性金属盐为金属的氯化物或氯酸盐:二氯化铁、三氯化铁、氯化钴、氯化钙、氯化铝、氯化镍、氯化亚锡、氯化锂、氯化钾、氯化钠或氯酸钙。

6.根据权利要求1、2、3、4或5所述的柴油乳化剂,其特征在于:该十二烷基苯磺酸盐为其钙盐、钠盐、镁盐或铵盐。

7.根据权利要求1、2、3、4或5所述的柴油乳化剂,其特征在于:该失水山梨醇酯是以司盘为商品名系列产品,或者失水山梨醇二油酸酯。

8.根据权利要求6所述的柴油乳化剂,其特征在于:该失水山梨醇酯是以司盘为商品名系列产品,或失水山梨醇二油酸酯。

9.根据权利要求1、2、3、4或5所述的柴油乳化剂,其特征在于:可与柴油、水一起调制高热值的乳化柴油,各组成的重量百分比为水20%~30、乳化剂0.8~1.5%、柴油余量。

10.根据权利要求6所述的柴油乳化剂,其特征在于:可与柴油、水一起调制高热值的乳化柴油,各组成的重量百分比为水20~30%、乳化剂0.8~1.5%、柴油余量。

11.根据权利要求7所述的柴油乳化剂,其特征在于:可与柴油、水一起调制高热值的乳化柴油,各组成的重量百分比为水20~30%、乳化剂0.8~1.5%、柴油余量。

12.根据权利要求8所述的柴油乳化剂,其特征在于:可与柴油、水一起调制高热值的乳化柴油,各组成的重量百分比为水20~30%、乳化剂0.8~1.5%、柴油余量。

说明书全文

柴油乳化剂和乳化柴油

技术领域

:本发明是关于燃油搀水的乳化处理,特别是关于可提高搀水量而仍可维持燃烧热量的柴油乳化剂和乳化柴油。

背景技术

:燃烧搀水,尤其是柴油搀水,不仅可以改善燃烧条件、节约燃油,而且能显著降低排气烟度和异味,对改善城市大气污染有重大作用。柴油搀水的主要关键在于乳化剂和搅拌技术两方面。通常某一乳化剂均有其特定要求的搅拌技术。对于乳化剂,国内外已有大量公开文献进行了详细报导,提出了各种各样的乳化剂的配伍方案,均有其积极效果的一面。但这些现有的乳化剂具有的共同缺陷在于:①配伍复杂,成分过多。一般都在四、五种原料以上。这必然给备料和调配带来诸多的不便和麻烦。②由这些乳化剂制得的乳化柴油,其水珠的颗粒大小不均匀,不易通过燃油滤清器的滤芯,而在滤清器中沉淀聚集,影响发动机正常工作。③界面膜的强度低,易破乳分解,油、水分离,乳化性能不稳定。由本发明人参与的CN1306072A发明专利申请公开了一种由十二烷基苯磺酸钠和失水山梨醇单油酸酯(司盘-80)二种成分配伍的柴油乳化剂,不但用料品种少、备料方便、制作简单,而且调制的油包水型乳化柴油,其水珠直径均匀细小在1mm左右,乳化稳定性好。但它和其它现有的乳化剂还存在一个共同的不足之处—对乳化柴油的热值没有贡献。众所周知,水是不会燃烧发热的,乳化柴油随搀水量达15%时,其热值的降低对发动机功率的影响,由燃烧时相对热效率的提高所抵消,因此发动机功率与烧纯柴油时相当。若含水量超过15%时,发动机功率则显不足,超过愈多,下降愈明显。这种现象在公交车超载上坡,上桥时尤为特出。对用户来说,搀15%水所节省的柴油钱与其支付的乳化剂费用和乳化柴油制备的设备。拆旧人工费用相差无几,甚或略有不足。因此不如使用纯柴油省时省心,故到目前为止,尚未有一种柴油乳化剂和由其调制的乳化柴油真正为客户乐意使用。

发明内容

:本发明在于提供一种由上述柴油乳化剂,解决可提高乳化柴油热值的技术问题。
本发明还在于提一种由上述乳化剂调制的乳化柴油,解决乳化柴油在含水量不低于20%时,仍具有相当于纯柴油85%的热值的技术问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种柴油乳化剂,包含十二烷基苯磺酸盐和失水山梨醇酯,其特征在于:还具有水溶性金属盐,它们的重量百分组成如下:十二烷基苯磺酸盐    10~16%失水山梨醇酯        70~85%水溶性金属盐        5~14%上述的柴油乳化剂其特征在于:该水溶性金属盐为金属的硫酸盐。
上述的柴油乳化剂,其特征在于:该水溶性金属盐为金属的硝酸盐。
上述的柴油乳化剂,其特征在于:该水溶性金属盐为金属的醋酸盐。
上述的柴油乳化剂,其特征在于:该水溶性金属盐为金属的氯化物或氯酸盐。
上述的柴油乳化剂,其特征在于:该十二烷基苯磺酸盐为其钙盐、钠盐、镁盐或铵盐。
上述的柴油乳化剂,其特征在于:该失水山梨醇酯是以司盘(Span)为商品名系列产品,或者失水山梨醇二油酸酯。
上述的柴油乳化剂,其特征在于:可与柴油、水一起调制高热值的乳化柴油,各组成的重量百分比为水20~30%、乳化剂0.8~1.5%、柴油余量。
本发明具有下列优点:1、乳化剂的配伍简单,而且原材料来源广泛,极大地方便了备料。
2、乳化剂所形成的水珠液滴界面膜具有高的强度,不易破乳,其乳化稳定性高,按SH/T0568-93《油包水型乳化液储存稳定性测定法》的烘箱法在85℃下,48小时试验测定,超过该标准9.1条规定的类型I—稳定乳化液的判定标准。
3、乳化过程中不需要加压和超声波,减少了乳化柴油制作能耗和成本。且水珠液滴大小均匀,直径在1μm左右。
4、提高乳化柴油热值,按GB/T384-1981《石油产品热值测定方法》对以0号和-10号柴油分别加25%水调制的乳化柴油测试,其热值分别为36828J/g和35492J/g;超过或相当一般柴油热值(41850J/g)的85%。
5、乳化柴油凝点均比同号纯柴油低6-8℃,冷启动性好,而且扩大了O号、-10号柴油冬季适用的区域,有利于柴油生产和供应。

附图说明

:图1是本发明乳化柴油的显微照片。

具体实施方式

:本发明的柴油乳化剂包含阴离子型的表面活性剂十二烷基苯磺酸盐、非离子型的表面活性剂失水山梨醇酯和能提高热值的水溶性金属盐三种组分,它们的重量百分比如下:十二烷基苯磺酸盐    10-16%失水山梨醇酯        70-85%水溶性金属盐        5-14%其中十二烷基苯磺酸盐为其钠盐(十二烷基苯磺酸钠)、钙盐(十二烷基苯磺酸钙)、镁盐(十二烷基苯磺酸镁)或铵盐(十二烷基苯磺酸三乙醇胺)。
失水山梨醇酯为以司盘(SPAN)为商品名的系列产品(如span20即失水山梨醇月桂酸酯、span-40、span-60即失水山梨醇单硬脂酸酯、span-65、span-80即失水山梨醇单油酸酯、span-83即失水山梨醇倍半油酸酯、span-85)或失水山梨醇二油酸酯。
水溶性金属盐可以是能溶于水的铁、铝、钴、钾、镍、铜的硫酸盐,即硫酸亚铁FeSO4、硫酸铝Al2(SO4)3、硫酸钴CoSO4、硫酸钾K2SO4、硫酸镍NiSO4、硫酸铜CuSO4;或者是能溶于水的铁、铝、钴、镍、钙、锂、镁、钠、钾的硝酸盐,即硝酸铁Fe(NO3)2、硝酸铝Al(NO3)3、硝酸钴Co(NO3)2、亚硝酸钙Ca(NO2)2、硝酸钙Ca(NO3)2、硝酸锂LiNO3、硝酸镍Ni(NO3)2、硝酸镁Mg(NO3)2、亚硝酸钠NaNO2、硝酸钠NaNO3、硝酸钾KNO3;或者是能溶于水的醋酸镍Ni(CH3COO)2、醋酸钡Ba(CH3COO)2;或者是能溶于水的金属氯化物或氯酸盐如二氯化铁FeCl2、三氯化铁FeCl3、氯化钴CoCl2、氯化钙CaCl2、氯化铝AlCl3、氯化镍NiCl2、氯化亚锡SnCl2、氯化锂LiCl、氯化钾KCl、氯化钠NaCl或氯酸钙Ca(ClO4)2。
可见本发明的柴油乳化剂不仅配伍组成的简单,而且其原料的来源十分广泛,因此备料十分方便,不受某一原料缺货的限止。
为防止危害,某些有毒或腐蚀性强的水溶性金属盐如硝酸钡、氢氢化钾等不宜使用。
本发明的乳化柴油由市售的各号柴油、水和本发明的柴油乳化剂调制而成,上述的三种组份的重量百分比如下:水                 ≥20%柴油乳化剂         0.8~1.5%柴油               余量将上述物料放入一般搅拌器内,在常压下充分搅拌即可制得具有高稳定性和高热值的乳化柴油。如果使用由本发明人申请的01255119.8号实用新型——一种具有复式循环的搅拌器,可以加快乳化过程,3~5分钟即可完成搅拌。所得乳化柴油为乳白色,其中水珠颗粒大小均匀(见附图),直径在1μm左右。
由25%的水,1%的柴油乳化剂(由十二烷基苯磺酸钠、司盘20、硫酸亚铁配伍,重量比分别为12%、74%、14%)和余量的0号柴油调制成的乳化柴油用GB/T510规定的方法测试的凝点为-8℃。低于0号柴油的许可凝点0℃,冷启动性和流动性优于0号柴油,因此可以扩大其冬季的使用区域;而用GB/T384规定的方法测得其热值为36828J/g(8879Cal/g)大于柴油一般热值的85%(41850J/g×0.85=35572J/g)。因此对发动机的功率设有影响,公交中巴用该乳化柴油在超过额定载客量的情况下,可用五档直接上杨浦大桥。用上述配比以-10号柴油调制的乳化柴油经测定其凝点为-16℃,低于同号柴油的-10℃规定;其热值为35492J/g(8481Cal/g)与一般柴油85%的热值(35572J/g)相当,故对发动机的功率也无影响。
用1.2%重量百分比的上述配伍的乳化剂调制的含水达30%的乳化柴油,仍具有优良的动力性能。表1和表2是其与同号纯柴油在2135柴油机上进行的荷负特性和调速特性台架试验的对比测试结果,不仅动力不变,且油耗率降低4~5%,NOx排放降低1~11%,不透光度(即烟度)降低44~63%。说明本发明可以将乳化柴油的搀水量从以往不影响功率的15%提高1倍,甚至还可更多;并且可以显著地降低排放污染,有利环境保护。
表1负荷特性试验
表2速度特性试验